5 년 전“13 Apollo 13을 구한 것들”에 관한 오리지널 시리즈에서 우리가 논의한 첫 번째 항목은 폭발의 타이밍이었습니다. NASA 엔지니어 제리 우드 필 (Jerry Woodfill)이 말했듯이 탱크가 파열되고 승무원이 시련에서 살아남 으려면 더 좋은 시간에 폭발이 일어날 수 없었습니다.
초기 임무 (아폴로 13 호가 지구 궤도를 떠난 후 발생했을 것으로 가정)의 폭발은 지구로 돌아 오는 거리와 시간이 너무 길어서 충분한 힘, 물, 산소가 없었을 것임을 의미했을 것입니다. 승무원은 생존합니다. 우주 비행사 짐 로벨 (Jim Lovell)과 프레드 헤이즈 (Fred Haise)가 이미 달 표면으로 내려간 후 폭발이 일어 났으며, 세 명의 승무원 모두 달 착륙선을 구명정으로 사용할 수 없었을 것입니다. 또한이 두 우주선은 함께 도킹 할 수 없었으며, 달에 배터리, 산소 등의 하강 단계 소모품이 없으면 무익한 노력이 없었습니다.
이제 다음 시리즈 인 "Apollo 13을 저장 한 13 가지 더 많은 것들"의 첫 번째 기사에서 우리는 그 타이밍을 다시 살펴볼 것이지만 폭발했을 때 폭발이 발생한 이유와 그것이 구조에 어떤 영향을 주 었는지에 대해 더 자세히 살펴볼 것입니다 승무원의. 해답은 산소 탱크 2의 압력 센서 고장으로, 탱크의 비 절연 와이어와 관련하여 폭발을 일으킨 문제에 있습니다.
Apollo 13의 이야기에 익숙한 대부분의 사람들은 폭발의 원인에 대해 잘 알고 있으며 나중에 Langley Research Center 소장 Edgar Cortright가 이끄는 사고 조사위원회에 의해 결정됩니다.
탱크는 Apollo 13의 비행 5 년 전에 떨어졌으며, 산소 탱크의 벤트 튜브가 정렬되지 않은 것으로 나타났습니다. 1970 년 3 월 16 일, Apollo 13 우주선이 발사대에서 토성 V 로켓 위에 앉아있는 동안 모든 시스템을 테스트 한 카운트 다운 데모 테스트 (CDDT) 이후에 차가운 액체 산소가 산소 탱크 2를 통해 비워지지 않습니다. 결함이있는 벤트 파이프.
일반적인 접근 방식은 기체 산소를 사용하여 액체 산소를 배출 파이프를 통해 탱크 밖으로 밀어내는 것입니다. 그것이 작동하지 않았기 때문에, 기술자들은 액체 산소를 비우는 가장 쉽고 빠른 방법은 탱크의 히터를 사용하여 끓는 것입니다.
Woodfill은“각 산소 탱크에는 히터와 패들 휠 팬이있었습니다. “히터 및 팬 (교반기) 장치는 차가운 액체 (02)의 일부가 더 높은 압력의 02 가스로 바뀌어 연료 전지로 흐르도록 독려했다. 냉동기 교반기라고도하는 팬은 히터에 전원을 공급할 때마다 전원이 공급됩니다. 이 팬은 액체의 밀도를 일정하게 유지하기 위해 액체를 교반하는 역할을했습니다.”
히터가 과열되는 것을 방지하기 위해 릴레이라고하는 스위치와 같은 장치는 온도가 80도를 초과 할 때마다 히터 전원을 끕니다. 또한 지상 기술자가 온도가 80도를 초과했는지 모니터링 할 수있는 온도 게이지가있었습니다.
오리지널 아폴로 우주선은 28 볼트의 전기를 사용했지만 1967 년 아폴로 1 호 발사대에서 발사 된 후 아폴로 우주선의 전기 시스템은 외부 지상 시험 장비에서 65 볼트를 처리하도록 수정되었습니다. 불행히도 탱크 제조업체는이 탱크를 교체하지 못했으며 히터 안전 스위치는 여전히 28V 작동으로 설정되었습니다.
Woodfill은“히터가 탱크를 환기시키기 위해 전원을 켤 때 탱크의 온도가 80 ° F (27C)를 초과하면 스위치가 전원을 끌 수 없도록 릴레이 접점에 더 높은 전압이 융합되었습니다.
또한지면 테스트 패널의 온도 게이지는 29.5 ° C (88 ° F)까지만 올라 갔으므로 아무도이 과도한 열을 알지 못했습니다.
Woodfill은“결과적으로 히터와 전선을 작동시키는 전선은 약 1000도 (538 ° C)의 예상 온도에 도달했으며, 히터 전선의 테플론 절연재를 녹여서 일부를 노출시킬 수있을 정도로 뜨겁습니다. . 베어 와이어는 액체 산소에 담겨 있기 때문에 단락 및 폭발의 가능성을 의미했습니다.”
Woodfill은 탱크를 떨어 뜨 렸고 히터 설계가 65V 작동으로 업데이트되지 않았기 때문에 사실상 폭탄이라고 밝혔다. 탱크의 액체 산소를 교반하기 위해 이러한 히터에 전원을 공급할 때마다 폭발이 가능했습니다.
55:54:53 MET (Mission Elapsed Time)에서 승무원은 산소 탱크를 교반하도록 요청 받았다. 산소 탱크 2의 손상된 전선이 단락되고 단열재가 점화되었습니다. 그 결과 화재는 공칭 1,000psi (7MPa) 한계를 넘어서서 압력을 빠르게 증가 시켰으며 탱크 또는 탱크 돔이 고장났습니다.
그러나 산소 탱크 2의 수량 센서로 돌아갑니다. 아직 이해하지 못한 이유로, 아폴로 13 비행 초기에는 센서가 고장났습니다. 탱크 2 수량 센서를 출시하기 전에 온보드 원격 측정 시스템으로 모니터링했으며 완벽하게 작동했습니다.
Woodfill은“우주 탐사선의 실패는 아마도 아폴로 13 호 승무원이 살았던 가장 중요한 이유 일 것”이라고 말했다.
Woodfill이 그 주장을하는 이유에 대한 설명은 다음과 같습니다.
Woodfill의 Apollo 13에 대한 연구에 따르면 표준 운영 절차 (SOP)에서 Mission Control에 약 24 시간마다 크라이 오의 교반을 요청한 것으로 나타났습니다. 아폴로 13 호의 임무는 첫 번째 약동이 약 24 시간 동안 이루어졌다 (23:20:23 MET). 일반적으로 다음 cryo 교반은 24 시간이 지나야 호출되지 않습니다. 히터-냉동 교반 절차는 O2 층화를 제거함으로써 수량 게이지의 정확성 및 시스템의 적절한 작동을 보장하기 위해 수행되었다. 교반은 액체 산소가보다 균일하고 층화되지 않도록하기 때문에 더 정확하게 판독된다. 첫 번째 교반 후 87 %의 잔류 산소량이 표시되어 예상보다 약간 앞섰습니다. 다음 약동은 약 46:40 MET.
이 두 번째 히터-냉동 교반시 산소 탱크 2의 수량 센서가 고장났습니다. 조사위원회의 사후 분석 결과 실패는 노출 된 히터 와이어와 관련이없는 것으로 나타났습니다.
산소 탱크 2의 수량을 모니터링하는 능력의 상실로 인해 승무원에게 미션 컨트롤이 발생했습니다.“(수량 센서가 고장 났기 때문에) 6 시간마다 크라이 오를 저어 02의 양을 측정하는 데 도움을 줄 것입니다 탱크 2.”
그러나 Mission Control은 MET 53 시간이 아니라 47:54:50 MET 및 51:07:41에 또 다른 교반을 요청하여 탱크 2의 상황에 대한 일부 분석을 수행하기로 결정했습니다. 다른 산소 탱크 인 탱크 1은 저압을 나타 내기 때문에 두 탱크 모두 55:53에서 교반되었습니다.
Woodfill은“출시 이후 교반 횟수를 세 어라”고 말했다. "1. 23:20:23, 2. 46:40, 3. 47:54:50, 4. 51:07:44 및 5. 55:53. 노출 된 히터 와이어에 전류가 5 번 적용되었습니다. 마지막 3 개는 72 시간이 아닌 8 시간 동안 발생했습니다. 탱크 2의 수량 프로브가 위협을받지 않고 O2 탱크 1의 압력이 낮아지지 않았다면 그렇지 않았을 것입니다.”
Woodfill은 하드웨어 고장을 분석 한 사람이라면 결함이있는 부품의 작동 간격이 더 빈번하고 짧을수록 궁극적 인 고장이 발생한다는 것을 이해한다고 설명했습니다. NASA는이 접근 방식을 사용하여 수백 개의 전기 시스템에서 스트레스 테스트를 수행합니다. 짧은 간격으로 더 자주 전원을 켜면 결함이있는 시스템이 더 빨리 고장날 수 있습니다.
다섯 번째 히터-냉동 교반 후 산소 탱크 2의 단락으로 인해 Apollo 13의 산소 탱크 2가 폭발했습니다. 정상적인 교반 순서는 24 시간 간격으로 수행되었으며 다섯 번째 교반 후 폭발이 발생했습니다. 폭발 구명 보트 인 음력 모듈을 더 이상 사용할 수 없게 된 후 발생했을 수 있습니다.
Woodfill은“수량 센서의 오작동은 우연한 일이며 재난 발생시 착륙선이 존재하고 완전히 연료가 공급 될 것이라고 확신했다”고 말했다.
24 시간 동안 5 개의 히터 작동은 120 시간의 MET에 해당한다.
Woodfill은“달 착륙선은 103.5 시간에 달을 향해 임무를 시작했을 것”이라고 말했다. “120 시간이 지나면 Lovell과 Haise의 승무원은 8 시간 전에 첫 달 걷기를 완료 한 수면 시간에서 깨어 났을 것입니다. 그들은 잭 스위 버트 (Jack Swigert) 및 / 또는 미션 컨트롤 (Mission Control)로부터 달을 도는 모선이 뭔가 잘못되었다는 긴급 전화를받을 것입니다.
또한 Woodfill은 Swigert의 선박 문제에 대한 분석이 달 표면에 두 명의 승무원이 없기 때문에 흐려질 것이라고 예상했다. 미션 컨트롤에 추가 된 문제는 지휘 선이 달 뒤를 갈 때마다 통신이 중단되어 원격 분석이 중단되어 고장을 분석하는 데 중요한 역할을했을 것입니다. 그것이 극명하게되었을 때, 극저온 시스템은 더 이상 산소, 물 및 전력을 생산하지 않을 것이며, 그러한 명령 모듈 비상 배터리는 활성화되었을 것이다. 아마도 Mission Control은 달 착륙선의 중단을 일찍 명령했을 것입니다. 물론 그것은 쓸모가 없었습니다. 작은 착륙선의 승천 단계가 고갈 된 CM으로 랑데부되고 도킹되어 있었다면, 하강 단계 소모품을 지원하는 모든 생명체는 달에 남아있을 것입니다.
Woodfill은“악몽은 Apollo 13 승무원이 가족과 친구들에게 마지막 작별 인사를 할 것입니다. "끝은 어떻게되었을 지 추측 할 수 있습니다."
그리고 아폴로 14, 15, 16, 17은 아마도 그리 오래되지 않았을 것입니다.
Woodfill이 고려한 폭발시기의 또 다른 측면은 왜 런치 패드에서 탱크가 폭발하지 않았습니까?
3 월 16 일 CDDT 이후에는 추가 "파워 업"또는 테스트가 계획되지 않았습니다. 그러나 사전 실행 재확인이 수행되는 것은 드문 일이 아닙니다.
Woodfill은“이러한 재검사 중 하나는 CDDT (Countdown Demonstration Test) 몇 주 전 냉동 탱크에서 산소를 비우기 위해 비표준 방식으로 사용 되었기 때문에 이러한 히터 회로를 쉽게 사용할 수 있었을 것이다. “이러한 재실행은 종종 수많은 이유로 발생합니다. 아폴로 13 호는 타협 된 시스템에도 불구하고 우주선이 안전하게 달로 향할 때까지 아무 일도 일어나지 않았다”고 말했다.
그러나, 냉동 교반을 수반하는 이러한 일상적인 재시험은 발사 차량, 지원 인원 또는 우주 비행사 승무원을 무의식적으로 위태롭게 할 수있다.
또는 수량 센서가 지상에서 고장난 경우 Mission Control과 Apollo 13 승무원이 수행 한 것과 같은 종류의 문제 해결이 KSC 지상 팀에 의해 수행되었을 수 있습니다.
당시 센서가 고장난 경우 일련의 히터 작동 / 교반이 실행되어 장치 문제를 해결했을 수 있습니다.
Woodfill은“물론 결과는 출시 55 분 후 거의 55 시간에 같은 종류의 폭발이 발생했을 것”이라고 말했다. "승무원이 발사를 기다리는 동안 문제 해결을 한 경우 아폴로 13 호 폭발은 Lovell과 승무원의 목숨을 앗아 갔을 수 있습니다."
우드 필은 발사 전에 며칠 동안 히터 작동 / 교반으로 여러 차례 문제 해결이 이루어 졌다면“극심한 케네디 우주 센터 우주 비행사들이 용감히 시도하는 수많은 케네디 우주 센터 우주 비행사들과 함께 심각한 생명의 상실이 뒤 따랐을 것이라고 말했다. 문제를 해결. 그리고 1957 년 12 월 미국의 뱅가드 로켓의 죽음을 연상시키는 불의 공으로 토성 5의 우뚝 솟은 36 개의 이야기 토성 5가 땅으로 쓰러 졌을 것입니다.”
"예, 산소 탱크 2 수량 센서가 런치 패드에서 실패하지 않았지만 비행 초기에 실패한 것이 아폴로 13을 구한 추가 사항 중 하나였습니다."
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4 부 : 착륙선에 조기 진입
